涂層
[拼音]:tuceng
[外文]:coating
涂覆在飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)零件表面上,具有特定性能(耐磨、抗氧化、耐腐蝕、封嚴(yán)、隔熱等)的保護(hù)層和表面膜,是航空航天工業(yè)用的重要防護(hù)材料。通常采用熱噴涂、高溫熔燒、低溫烘烤和滲涂等工藝涂覆,厚度一般小于 0.5毫米。多數(shù)金屬、陶瓷、玻璃、金屬間化合物、無(wú)機(jī)和有機(jī)粘結(jié)劑均可用來(lái)合成涂層。
蒙皮涂層
能防護(hù)鋁合金不受高速飛行時(shí)風(fēng)沙和雨水沖蝕,不受海水和航空燃料的腐蝕并能改善空氣動(dòng)力學(xué)性能。涂層應(yīng)經(jīng)得住 200°C左右瞬間溫度變化和強(qiáng)烈的日光輻照。飛機(jī)體積很大,烘烤條件受到限制,必須選用自干固化涂料,如丙烯酸或聚氨酯涂料。
發(fā)動(dòng)機(jī)涂層
整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),從風(fēng)扇到尾噴管的主要部件無(wú)不使用涂層。發(fā)動(dòng)機(jī)涂層按用途分為抗氧化耐腐蝕涂層、隔熱涂層、耐磨涂層和封嚴(yán)涂層。
(1)抗氧化耐腐蝕涂層:早期發(fā)動(dòng)機(jī)因工作時(shí)間短而高溫合金又含有足夠的鉻、本身能抗氧化,所以不施加涂層。然而,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的延長(zhǎng)和溫度的提高,以及高溫鎳基合金中鉻含量降到原有的50%,已不能抵抗高溫氧化和熱腐蝕,需要涂層防護(hù)。高溫氧化和熱腐蝕是渦輪葉片損壞的主要原因,可使工作壽命縮短到300小時(shí)。涂覆涂層后高溫部件工作壽命可延長(zhǎng)2~3倍。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子葉片使用含鋁磷(鉻)酸鹽涂層保護(hù)。燃燒室既可使用高溫搪瓷又可涂覆含鋁磷(鉻)酸鹽涂層。渦輪轉(zhuǎn)子和靜子葉片多用加有鉻、鈦、硅、釔等改性元素的鋁化物擴(kuò)散涂層或擴(kuò)散障涂層。加力燃燒室使用高溫搪瓷或陶瓷涂層。 發(fā)展中的金屬-鉻-鋁-釔包覆涂層的使用壽命比擴(kuò)散涂層增加一倍以上,使用溫度達(dá)1100°C。這種涂層常與氧化鋯基隔熱涂層組合使用,可降低溫度50~100°C。
(2)耐磨涂層:影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的另一個(gè)因素是高溫磨損,包括撞擊磨損和微振磨損。爆炸噴涂或等離子噴涂碳化鎢-鈷、碳化鉻-鎳鉻涂層最為有效。涂覆后,零件的耐磨損壽命可延長(zhǎng)7~100倍,已在大型運(yùn)輸機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛使用。
(3)封嚴(yán)涂層:涂覆在發(fā)動(dòng)機(jī)氣流通道的間隙部分。渦輪的徑向間隙每增大0.13毫米,發(fā)動(dòng)機(jī)單位耗油量約增加0.5%;反之,減少0.25毫米,渦輪效率提高1%。另外,減少壓氣機(jī)的徑向間隙還可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的抗喘振能力,從而改善飛行安全性。常用的封嚴(yán)涂層要求硬度適中,既有強(qiáng)度又便于刮削?;弁繉雍玩?石墨涂層已獲應(yīng)用。正在研制中的氧化鋯涂層能承受1300°C的高溫。
溫控涂層
航天器在太空的熱環(huán)境十分惡劣,背陽(yáng)面溫度可達(dá)-100°C,向陽(yáng)面可達(dá)+120°C左右。為保證航天員的生命安全和儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),在航天器表面涂敷溫控涂層可以平衡與空間的熱交換,維持艙內(nèi)的正常溫度。已經(jīng)獲得應(yīng)用的溫控涂層有有機(jī)硅氧化鋅、硅酸鉀氧化鋯和氧化鋁涂層。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)涂層
液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用再生冷卻,不需要涂層保護(hù),但有時(shí)為了增加溫降,在燃燒室內(nèi)壁噴涂氧化鋁或氧化鋯隔熱涂層。姿態(tài)控制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多使用鈮、鉬等難熔合金,必須有防氧化涂層的保護(hù)才能工作?!鞍⒉_”號(hào)飛船指揮艙和登月艙的姿態(tài)控制火箭采用涂有二硫化鉬涂層的小型鉬合金發(fā)動(dòng)機(jī)。
偽裝涂層
用以隱蔽軍事目標(biāo)?,F(xiàn)代偵察儀器探測(cè)能力已大大提高,偽裝涂料不僅要求顏色和外形與背景協(xié)調(diào),而且要有與背景接近的光譜反射性能。偽裝涂層按適用的波段分為:反紫外、反可見(jiàn)光、反近紅外、反中紅外、反無(wú)線電波以及發(fā)展中的反多光譜照相偽裝涂料。飛行器可用單色保護(hù)迷彩偽裝,為使輪廓在復(fù)雜背景地區(qū)更難辨別,常采用變形迷彩。
參考文章
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